淺析電氣火災監控系統在醫院的應用研究

摘要：文章結合醫院建筑電氣火災的特點(diǎn)及其發(fā)生原因，對電氣火災監控系統在醫院建筑設計中的具體應用進(jìn)行研究，并通過(guò)實(shí)例分析，對其應用效果進(jìn)行驗證，為有關(guān)實(shí)踐及研究提供參考，確保醫院建筑電氣的安全性。

 

關(guān)鍵詞：電氣火災 漏電 剩余電流 早期預警 醫院

 

       電氣火災作為一種重要的火災類(lèi)型，對建筑以及用戶(hù)的安全存在較大的威脅；加強建筑電氣火災的有效預防與監控管理，是減少建筑電氣火災的發(fā)生并降低其危害影響的有效措施。醫院作為為患者提供醫療服務(wù)的重要機構和場(chǎng)所，人員密集，社會(huì )關(guān)注度高，由于醫院的服務(wù)對象為患者，這類(lèi)群體由于疾病原因導致其行動(dòng)緩慢，在火災情況下的緊急疏散或自行疏散較慢。隨著(zhù)醫院的發(fā)展，醫療設備的不斷更新，醫院對用電質(zhì)量和安全性也提出了更高的要求，再加上醫院建筑內部存放著(zhù)各類(lèi)重要的醫療儀器及設備，一旦發(fā)生火災，轉移的難度也較大，所產(chǎn)生的危害突出。此外，一些早期建設的醫院，由于使用年限較為久遠，醫院內部的電氣線(xiàn)路老化較為嚴重，再加上各類(lèi)儀器設備的頻繁使用，導致其火災隱患較為突出，迫切需要加強對醫院電氣火災的有效防控。

 

1電氣火災監控系統及其工作原理分析 

 

（1）系統的結構組成 

 

        國家標準 GB14287.1-2014《電氣火災監控系統》對電氣火災監控產(chǎn)品提出了強制性的要求。它包括 3 個(gè)部分：電氣火災監控設備、剩余電流式電氣火災監控探測器和測溫式電氣火災監控探測器。本文討論的電氣防火監控系統主要由電氣火災監控設備、剩余電流式電氣火災監控探測器、測溫式電氣火災監控探測器和遠程監控等硬件設備組成，上述各硬件設備在電氣防火監控系統運行中，與遠程監控設備進(jìn)行連接后，值班人員能夠通過(guò)消防中心的多功能顯示屏對所有監控點(diǎn)的運行狀況進(jìn)行了解；電氣火災監控系統中的遠程監控設備本身還配備有較為龐大的數據庫，能夠對所有進(jìn)行監控的配電系統及其數據信息進(jìn)行存儲管理，為有關(guān)人員的查詢(xún)和分析工作提供支持。 

 

（2）工作原理 

 

        根據上述對電氣火災監控系統的組成及其各部分功能分析，在電氣火災監控系統工作運行中，對配電回路的漏電電流、電流、溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，當被保護線(xiàn)路中的被探測參數（剩余電流、電流、溫度等電氣火災危險參數）發(fā)生變化，超出預設值時(shí)，現場(chǎng)發(fā)出報警信號并提示報警部位，并將報警信息傳送至遠程監控主機，報警顯示和打印，值班人員通知專(zhuān)業(yè)人員去現場(chǎng)查看處置，實(shí)現電氣火災的早期預警，避免電氣火災的發(fā)生。電氣火災監控系統的火災預報屬于早期預警，是火災自動(dòng)報警系統的獨立子系統，不同于火災自動(dòng)報警系統，它的特點(diǎn)在于電氣火災監控屬于先期預報警。與傳統火災自動(dòng)報警系統不同的是，電氣火災監控系統早期報警是為了主動(dòng)預防損失，把過(guò)去對電氣火災的消極防范變?yōu)橹鲃?dòng)預防，即不論是新建醫院還是擴建醫院項目，尤其是已經(jīng)安裝了火災自動(dòng)報警系統的醫院，仍需要安裝電氣火災監控系統的主要原因。隨著(zhù)醫院用電設備數量持續增加，用電負荷亦不斷上升，電氣事故也在逐年攀升，安裝電氣火災監控系統是必要的，同時(shí)也是迫切的。 

 

 

        醫院電氣火災與一般火災相比，具有較為突出的分布性、持續性和隱蔽性特征，這是由于醫院建筑內部的電氣線(xiàn)路分布本身較為廣泛，并且其線(xiàn)路通常會(huì )敷設在較為隱蔽的部位，隨著(zhù)醫院對電氣設備的需求增加，導致其在長(cháng)期持續運行狀態(tài)下，極易因用電負荷增加，或者是電氣線(xiàn)路老化等問(wèn)題，引起電氣火災發(fā)生。此外，電氣火災發(fā)生初期，一般很難被及時(shí)發(fā)現，當火蔓延到設備及電纜表面時(shí)已形成較大火勢，不易被控制。電氣火災發(fā)生的原因主要包含短路、漏電、過(guò)負荷、雷電、誤操作、諧波電流、電氣設備故障以及接觸不良等；其中，過(guò)負荷以及漏電、短路等是導致電氣火災發(fā)生的主要的原因，并且在各類(lèi)電氣火災中，以電纜線(xiàn)路故障導致的火災情況較為突出。對于醫院來(lái)講，為確保對患者的醫療服務(wù)，醫院內部的配電系統基本處于持續運行狀態(tài)，具有用電量大并且用電時(shí)間長(cháng)、設備復雜、用電負荷不夠穩定等特征。此外，由于醫院中運行使用的大型醫療設備（如 X光機、CT 機、MIR 機、DSA 機等）工作瞬間電流均比較大，因此，醫院的電氣火災發(fā)生的原因更為復雜。電氣火災發(fā)生的主要原因如圖 1 所示。 

圖 1 電氣火災發(fā)生的原因

 

 

        結合上述對醫院電氣火災的特點(diǎn)與原因，在進(jìn)行電氣火災監控系統設計和應用中，需要滿(mǎn)足以下基本功能與技術(shù)要求。 

        （1）能夠對電氣設備運行過(guò)程中的漏電電流值、配電箱中的溫度值進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，如超過(guò)設定值及時(shí)報警提示，并可以對電氣設備的運行及其線(xiàn)路連接進(jìn)行控制，從而對電氣設備與線(xiàn)路進(jìn)行有效保護。 

        （2）具備相應的記憶、顯示以及打印等功能。電氣火災監控系統在運行中，能夠通過(guò)探測監控器對三相電源以及每相電流值以及漏電電流值、配電箱中的溫度值實(shí)時(shí)監控顯示，并且其系統能夠對供電系統各支路運行狀態(tài)，以及動(dòng)態(tài)參數、操作內容進(jìn)行保存，方便查詢(xún)打印，必要時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將報警信息以及部位傳輸到的手機上。 

        （3）具有良好的可操作性。電氣火災監控系統中的探測控制器應具有易操作的特征，能夠使操作者方便對其控制參數進(jìn)行設定，并通過(guò)控制器的顯示屏方便對供電參數和運行狀態(tài)進(jìn)行了解。此外，其系統中主控制計算機的人機界面交互良好，能夠為操作者進(jìn)行供電系統運行觀(guān)察，并通過(guò)不同顏色顯示對其工作狀態(tài)進(jìn)行區別，便于掌握和操作應用。 

        （4）能夠進(jìn)行整定值調整支持。電氣火災監控系統的設計和應用中，由于其系統內部的探測控制器是采用微處理器控制，不僅具有較好的靈活性、運算速度快、可調節的范圍較廣等特征優(yōu)勢，而且能夠在較為廣泛的保護范圍內對整定值進(jìn)行合理選擇與調整，以促進(jìn)其工作在一個(gè)合理區域。 

        （5）具有電氣設備試驗、預警和斷電操作等功能。電氣火災監控系統在實(shí)際應用中，為保證系統正常運行，需要通過(guò)系統中的主控制計算機定期進(jìn)行試驗信號，對其是否存在故障進(jìn)行判斷，一旦出現故障可報警提示同時(shí)可以切斷故障部位，避免對整個(gè)電氣防火監控系統的正常運行造成影響。 

 

4 電氣火災監控系統在醫院的應用 

 

       根據某醫院內部的電氣線(xiàn)路分布與供電系統情況， 電氣火災監控系統對全醫院的各樓層總開(kāi)關(guān)回路進(jìn)行監控，具體方案是電氣火災監控主機安裝在醫院的消防中心，并在各樓層的配電間低壓配電系統末級配電柜的進(jìn)線(xiàn)端，安裝剩余電流式電氣火災監控探測器，監控該部位到終端用戶(hù)的線(xiàn)路和設備；同時(shí)在各配電箱中安裝相應的測溫式電氣火災監控探測器，對配電箱內的溫度情況進(jìn)行監控和分析，被監控參數如剩余電流、電流、溫度發(fā)生異常變化時(shí)，超出預設值現場(chǎng)發(fā)出聲光報警信號，并通過(guò)線(xiàn)路將報警信號發(fā)送至電氣火災監控主機，值班人員根據以上顯示信息，迅速通知電工趕到事故現場(chǎng)檢查處理。電氣火災監控系統設備投入運行以來(lái)，幫助發(fā)現了多處電氣安全隱患，及時(shí)發(fā)現和排除多起電氣故障，大大提高了醫院電氣設備運行安全性和可靠性，避免了電氣故障對醫院正常運行的影響，為醫院的消防管理提供了科學(xué)的依據。

 

 

（1）概述

       Acre1-6000電氣火災監控系統，是根據國家現行規范標準由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數字化獨立運行的系統，已通過(guò)國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗中心的消防電子產(chǎn)品試驗認證，并且均通過(guò)嚴格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統中的安全正常運行，現均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應用。該系統通過(guò)對剩余電流、過(guò)電流、過(guò)電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監視，實(shí)現對電氣火災的早期預防和報警，當必要時(shí)還能聯(lián)動(dòng)切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標的配電回路;并根據用戶(hù)的需求，還可以滿(mǎn)足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災自動(dòng)報警系統等進(jìn)行數據交換和共享。

 

（2） 應用場(chǎng)合

        適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛生、金融、電信等領(lǐng)域。

（3 ）系統結構

 

（4 ）系統功能

       監控設備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時(shí)發(fā)出聲、光報警信號，同時(shí)設備上紅色“報警"指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類(lèi)型，記錄報警時(shí)間，聲光報警一直保持，直至按設備的“復位"按鈕或觸摸屏的“復位"按鍵遠程對探測器實(shí)現復位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲"按鍵手動(dòng)消除。

 

       當被監測回路報警時(shí)，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護電路或其他設備，當報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

       通訊故障報警：當監控設備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時(shí)，監控畫(huà)面中相應的探測器顯示故障提示，同時(shí)設備上的黃色“故障"指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。電源故障報警：當主電源或備用電源發(fā)生故障時(shí)，監控設備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應的界面查看詳細信息并可解除報警聲響。

 

        當發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時(shí)，將報警部位、故障信息、報警時(shí)間等信息存儲在數據庫中，當報警解除、排除故障時(shí)，同樣予以記錄。歷史數據提供多種便捷、快速的查詢(xún)方法。

 

 

（5） 配置方案

 

 

 

        現階段的電氣火災監控系統技術(shù)并不十分完善，誤報、漏報情況時(shí)有發(fā)生，相信在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的今天，電氣火災監控系統可以利用物聯(lián)網(wǎng)、云平臺、大數據技術(shù)，向智能信息化、數字網(wǎng)絡(luò )化、系統功能一體化、可視化系統等方向發(fā)展。對電氣火災監控系統在醫院的應用進(jìn)行研究，結合醫院建筑電氣線(xiàn)路特點(diǎn)，采用電氣防火監控系統，加強對醫院電氣火災原因的監測分析，及時(shí)進(jìn)行電氣火災隱患消除，對確保醫院建筑電氣的正常運行，具有十分積極的意義。 

 

【1】盧敏華 電氣火災監控系統在醫院的應用研究

【2】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.5版

 

作者簡(jiǎn)介：柏為為，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電氣火災監控系統的研發(fā)和應用。